王硕琛， 梅小华， 谢晓霞， 吴逢铁

(1. 华侨大学 信息科学与工程学院， 福建 厦门 361021；

2. 福建省光传输与变换重点实验室， 福建 厦门 361021)



无衍射光束簇

王硕琛1,2， 梅小华1， 谢晓霞1,2， 吴逢铁1,2

(1. 华侨大学 信息科学与工程学院， 福建 厦门 361021；

2. 福建省光传输与变换重点实验室， 福建 厦门 361021)

摘要：波动方程在笛卡尔坐标系、圆柱坐标系、椭圆柱坐标系及抛物线坐标系下可求得无衍射解，分别是余弦(Cos)光束、贝塞尔(Bessel)光束、马蒂厄(Mathieu)光束和抛物线(Parabolic)光束，它们组成了无衍射光束家族(又称亥姆霍兹光束).介绍这4种光束的具体表达式及光强分布图和自重建过程.最后，对4种无衍射光束进行比较，总结了无衍射光束的应用热点，并展望未来.

关键词：无衍射光束; 光强分布图; 自重建; 光束表达式

无衍射光束具有光场高度集中，中心光斑小及遇障碍物后传播一段距离恢复原来的光强分布(自重建)等独特的性质.由于无衍射光束在光学领域的广泛应用，因此，受到国内外学者不断地探索研究.1987年，Durnin等[1-2]首次提出无衍射光-Bessel光束，这种光束是自由空间标量波动方程在圆柱坐标系下的一组特殊解.波动方程可在11种正交坐标系下分离变量，但只有在笛卡尔坐标系，圆柱坐标系，椭圆柱坐标系及抛物线坐标系下可求得无衍射解.这4种坐标系得到的解对应着不同的无衍射光束，分别是Cos光束、Bessel光束、Mathieu光束和Parabolic光束，它们组成了无衍射光束家族.2000年，Salo等[3]提出一种描述无衍射光波场的方法, 即任意的单色无……